[发明专利]杀虫蛋白的用途

说明书

本发明涉及一种杀虫蛋白的用途，包括：将豆天蛾害虫至少与Cry1Fa蛋白接触。本发明通过植物体内产生能够杀死豆天蛾的Cry1Fa蛋白来控制豆天蛾害虫；与现有技术使用的农业防治方法、化学防治方法、物理防治方法和生物防治方法相比，本发明对植物进行全生育期、全植株的保护以防治豆天蛾害虫的侵害，且无污染、无残留，效果稳定、彻底，简单、方便、经济。

技术领域

本发明涉及一种杀虫蛋白的用途，特别是涉及一种Cry1Fa蛋白质通过在植物中表达来控制豆天蛾为害植物的用途。

背景技术

豆天蛾Clanis bilineata(walker)，其幼虫俗称豆虫、豆丹、豆蝉，属于鳞翅目天蛾科云纹天蛾亚科豆天蛾属，主要分布与我国黄淮流域和长江流域及华南地区，在我国大豆的主产区是主要的大豆害虫之一。豆天蛾是爆发性害虫，其为害特点为：幼虫暴食叶片，轻者叶片被咬成孔洞、缺刻，重者豆株成光杆，进残留叶柄，且不能结荚，严重影响产量。

栽培大豆(Glycine max(L.)Merri)，是一种全球种植的作为植物油和植物蛋白主要来源的重要经济作物，是中国重要的粮食作物。豆天蛾是危害大豆的主要害虫，每年因豆天蛾会造成不同程度的粮食损失，轻者减产1-2成，重者减产3-4成。为了防治豆天蛾，人们通常采用的主要方法有农业防治、化学防治、物理防治和生物防治。

农业防治是把整个农田生态系统多因素的综合协调管理，调控作物、害虫、环境因素、创造一个有利于作物生长而不利于豆天蛾发生的农田生态环境。如选用成熟晚、秆硬、皮厚、抗涝性强的品种，可以减轻豆天蛾的为害；或者及时秋耕、冬灌，降低越冬基数；或者水旱轮作，尽量避免连作豆科植物，以减轻为害。因农业防治大多为预防性措施，应用有一定的局限性，不能作为应急措施，在豆天蛾爆发时就显得无能为力。

化学防治即农药防治，是利用化学杀虫剂来杀灭害虫，是豆天蛾综合治理的重要组成部分，它具有快速、方便、简便和高经济效益的特点，特别是豆天蛾大发生的情况下，是必不可少的应急措施。目前化学防治方法主要是药液喷雾和药粉喷洒，在豆天蛾幼虫1-3龄期间有较好的防治效果，随着虫体越大，抗药性越强，药剂防治效果越差，将很难达到防治的目的。同时化学防治也有其局限性，如使用不当往往会导致农作物发生药害、害虫产生抗药性，以及杀伤天敌、污染环境，使农田生态系统遭到破坏和农药残留对人、畜的安全构成威胁等不良后果。

物理防治主要根据害虫对环境条件中各种物理因素的反应，利用各种物理因素如光、电、色、温湿度等以及机械设备进行诱杀、辐射不育等方法来防治害虫。目前应用最广泛的是频振式杀虫灯诱杀，它利用害虫成虫的趋光性，近距离用光，远距离用波，引诱害虫靠近，对豆天蛾成虫的防治具有一定的效果；但是频振式杀虫灯需要每天及时清理高压电网上的污垢，否则会影响杀虫效果；并且在雷雨天不能开灯，在操作上还有电击伤人的危险；此外安装灯的一次性投入较大。

生物防治是利用某些有益生物或生物代谢产物来控制害虫种群数量，以达到降低或消灭害虫的目的，如用杀螟杆菌或青虫菌防治豆天蛾。其特点是对人、畜安全，对环境污染少，对某些害虫可达到长期控制的目的；但是效果常不稳定，并且不论豆天蛾发生轻重均需同样投资进行。

为了解决农业防治、化学防治、物理防治和生物防治在实际应用中的局限性，科学家们经过研究发现将编码杀虫蛋白的抗虫基因转入植物中，可获得一些抗虫转基因植物以防治植物虫害。Cry1Fa杀虫蛋白是众多杀虫蛋白中的一种，是由苏云金芽孢杆菌产生的不溶性伴孢结晶蛋白。Cry1Fa蛋白被昆虫摄入进入中肠，毒蛋白原毒素被溶解在昆虫中肠的碱性pH环境下。蛋白N-和C-末端被碱性蛋白酶消化，将原毒素转变成活性片段；活性片段和昆虫中肠上皮细胞膜上表面上受体结合，插入肠膜，导致细胞膜出现穿孔病征，破坏细胞膜内外的渗透压变化及pH平衡等，扰乱昆虫的消化过程，最终导致其死亡。

已证明转Cry1Fa基因的植株可以抵抗小地老虎等鳞翅目(Lepidoptera)害虫的侵害，然而，至今尚无关于通过产生表达Cry1Fa蛋白的转基因植株来控制豆天蛾对植物为害的报道。